ICP-AES法測(cè)定砷礦石中的砷

余蕾 朱琳（新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所 烏魯木齊830000）

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ICP-AES法測(cè)定砷礦石中的砷

余蕾 朱琳
（新疆礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所 烏魯木齊830000）

摘要采用硝酸-硫酸溶樣，ICP-AES光譜儀測(cè)定砷的含量，其檢測(cè)下限為0.007%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%，與化學(xué)法吻合較好。該方法操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)流程短，大大節(jié)約了時(shí)間和成本，可在實(shí)際檢測(cè)中廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞砷礦石ICP-AES高靈敏度砷

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.031

砷礦石是以砷的硫化物為主要組分的非金屬礦產(chǎn)［1］。主要礦物有雄黃礦、雌黃礦、毒砂礦，工業(yè)品位為5%～10%。還有砷鎳礦、砷銻礦等。主要用于制取元素砷、砷鹽和砷化合物，用作殺蟲劑和除草劑。雄黃、雌黃可作中藥；還用于冶金、軍事和輕工等部門［2］。對(duì)于砷的分離常用方法有使砷呈元素狀態(tài)析出；蒸餾和萃取分離［3］。高含量的砷國(guó)標(biāo)方法有容量法、DDTC-Ag分光光度法、氫化物-原子吸收光譜法和氫化物-原子熒光光譜法［4］。這些方法操作復(fù)雜，靈敏度低、流程長(zhǎng)，所使用的試劑種類多，還涉及了有毒試劑CHCl3，已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)快速準(zhǔn)確分析的需要。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）分析樣品具有操作簡(jiǎn)便、檢出限低、線性范圍寬、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)［5］，能實(shí)現(xiàn)一次溶樣多元素測(cè)定，節(jié)省了時(shí)間和成本；并能對(duì)多元素和元素的多個(gè)分析線同時(shí)測(cè)定，快速優(yōu)化儀器測(cè)試條件，消除基體和共存元素的干擾。本文針對(duì)砷礦石砷含量高、前處理麻煩、干擾元素多等特點(diǎn)，優(yōu)化了溶樣條件和儀器測(cè)試條件，用ICP-AES法測(cè)定了砷礦石中的砷，結(jié)果令人滿意。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器及工作條件

ICAP-6300電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國(guó)熱電公司），使用高鹽霧化器。儀器工作條件為：射頻功率為1 150 W，冷卻氣流量為15 L/min，輔助氣流速0.5 L/min，霧化器壓力0.19 MPa，蠕動(dòng)泵泵速40 r/ min，進(jìn)樣時(shí)間30 s，曝光時(shí)間：高波段10 s，低波段20 s。As分析線為197.197 nm。

1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液和主要試劑

As標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 μg/mL）：由1 mg/mL儲(chǔ)備溶液，稀釋至100 μg/mL，1.5%硫酸介質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水；硝酸、硫酸、高氯酸均為分析純。

1.3標(biāo)準(zhǔn)系列的繪制

按照表1的數(shù)據(jù)，用標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋，配制成砷標(biāo)準(zhǔn)系列，在標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入0.5 mL硫酸，使其保持0.5%硫酸酸度。按選定的儀器工作參數(shù)和分析條件測(cè)定。

表1　標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的配制

1.4實(shí)驗(yàn)方法

稱取0.1000 g標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)份于150 mL小燒杯中，以少量水潤(rùn)濕，加入5 mL硝酸，1.5 mL硫酸（1+ 1）于電熱板上蒸至冒硫酸煙，取下稍冷，加入20 mL水，加熱溶解鹽類，定容于100 mL容量瓶中，搖勻。待澄清后按所選工作參數(shù)測(cè)定砷含量。

2　結(jié)果與討論

2.1樣品處理方法的選擇

采用硝酸、王水、氫氟酸-高氯酸-硝酸、鹽酸-硝酸-高氯酸、硝酸-硫酸五種溶樣方式進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，加入了高氯酸的體系溶解樣品，試樣能溶解完全，但由于高氯酸沸點(diǎn)較高，蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)造成As的損失，并殘留的高氯酸產(chǎn)生較強(qiáng)的背景干擾，影響測(cè)定結(jié)果。用硝酸溶樣，礦樣不能完全打開，使得測(cè)定結(jié)果偏低。用王水溶樣，樣品能完全分解，但不好掌握時(shí)間，一旦樣品蒸干會(huì)造成As的損失。采用硝酸-硫酸溶樣，樣品能完全分解，并且有明顯的硫酸鹽可控制溶樣時(shí)間，分析結(jié)果令人滿意。

2.2譜線選擇

采用基體匹配方式進(jìn)行測(cè)定，方法考慮了光譜干擾和背景干擾，為了提高靈敏度，砷采用扣背景方式，光譜干擾主要查詢了多譜線元素及高含量元素Fe、S對(duì)所選分析元素的干擾，其中As未采用最靈敏線的主要原因是光譜干擾，所選譜線為197.197。

2.3線性范圍和檢出限

按照實(shí)驗(yàn)方法，取12份GBW07163進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，并以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法檢出限，結(jié)果見表2。測(cè)定5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制繪制曲線，As的標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)為0.9998，結(jié)果見表3。

表2　檢出限　10-2

表3　方法線性范圍

2.4精密度

按實(shí)驗(yàn)方法，獨(dú)立分解GBW07277，GBW07278，GBW07286，GBW07163，GBW07282，GBW07166各12次，ICP-AES測(cè)定，方法精密度和準(zhǔn)確度見表4。

表4　精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)語(yǔ)

本文采用硝酸-硫酸溶樣，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定砷＜5礦石中的砷，方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差＜5%，滿足砷礦石的檢測(cè)要求，對(duì)于大量樣品檢測(cè)其優(yōu)點(diǎn)更為突出，該方法具有較高的實(shí)用性和普及性，可用于實(shí)際檢測(cè)中。

參考文獻(xiàn)

［1］伯英，羅立強(qiáng).砷的地球化學(xué)特性與研究方向，巖礦測(cè)試［J］.2009，28（6）∶569-575.

［2］王松君，常平，王璞珺，侯天平.電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法測(cè)定黃鐵礦中微量元素［J］.巖礦測(cè)試，2004，23（3）∶228-230.

［3］巖石礦物分析編寫小組.巖石礦物分析（第一分冊(cè)）［M］. 第3版.北京∶地質(zhì)出版社，1991，（10）∶466-483.

［4］周耀明，余江，于磊，陳一清，羅岳平.ICP-AES測(cè)定高砷鐵礦中的砷和釩［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2007，24（5）∶829-831.

［5］辛仁軒，等.離子體發(fā)射光譜分析［M］.北京∶化學(xué)工業(yè)出版社，2004∶3.

收稿：2016-01-06